Jedną z najczęściej stosowanych metod badania wytrzymałości betonu jest metoda sklerometryczna, w której stosuje się młotek Schmidta. Czym jest i w jaki sposób działa to urządzenie? Co jest istotne w trakcie badania wytrzymałości betonu metodą sklerometryczną? Odpowiadamy.
Badanie wytrzymałości betonu metodą sklerometryczną – na czym to polega?
Jak wspomniano we wstępie metoda sklerometryczna to jeden z najczęściej stosowanych sposobów badania wytrzymałości betonu. Pozwala bowiem ocenić jednorodność, a także wytrzymałość betonu w warstwie przypowierzchniowej. Na czym polega to badanie? Otóż, jak sama nazwa wskazuje niezbędny w tym przypadku jest sklerometr, którym może być np. młotek Schmidta. W trakcie próby stalowy trzpień sklerometru uderza w powierzchnię betonu z określoną siłą, a urządzenie to rejestruje jednocześnie wielkość uzyskanego odskoku na wbudowanej skali. W efekcie uzyskana zostaje tzw. liczba odbicia, co pozwala określić wytrzymałość betonu. Szczegółowy przebieg badania przy zastosowaniu młotka wahadłowego Schmidta został opisany w instrukcji nr 210 Instytutu Techniki Budowlanej z roku 1977 oraz normach PN-74/B-06262 i PN-EN 12504-2.
Czym jest i jak działa młotek Schmidta?
Urządzeniem niezbędnym do przeprowadzenia badania jednorodności oraz wytrzymałości betonu metodą sklerometryczną jest sklerometr, którym może być młotek wahadłowy Schmidta. Jak działa ten przyrząd? Otóż, jak już wspomniano urządzenie posiada stalowy trzpień z układem sprężynowym, który w trakcie badania uderza w powierzchnię betonu z zadaną wcześniej siła. Pozwala to zmierzyć tzw. siłę odbicia, którą należy odczytać ze skali młotka (w przypadku urządzeń manualnych) lub z wbudowanego wyświetlacza (w przypadku przyrządów cyfrowych). W tym miejscu należy podkreślić, że młotek Schmidta to urządzenie występujące w czterech typach, które różnią się zarówno zastosowaniem, jak i siłą uderzenia. Jest to:
- młotek normalny typu N, którego energia uderzenia wynosi 2,21 N · m. Wykorzystuje się go do badania betonu zwykłego w konstrukcjach monolitycznych i prefabrykowanych;
- młotek lekki typu L, którego energia uderzenia wynosi 0,74 N · m. Jest on stosowany do badania betonów lekkich oraz zapraw;
- młotek ciężki typu M, którego energia uderzenia wynosi 29,5 N · m. Znajduje zastosowanie w badaniach betonu nawierzchni dróg i lotnisk, mostów, fundamentów oraz innych masywnych konstrukcji;
- młotek wahadłowy typu P, którego energia uderzenia wynosi 0,88 N · m. Tego typu sklerometr wykorzystuje się do badania betonów i materiałów o małej twardości i wytrzymałości, czego przykładem może być np. gazobeton lub tynk.
Badanie wytrzymałości betonu przy użyciu młotka Schmidta – co jest istotne?
Popularność wykorzystania metody sklerometrycznej, a co za tym idzie młotka Schmidta do badania jednorodności oraz wytrzymałości powierzchniowej warstwy betonu wynika z faktu, że możliwe jest przeprowadzenie w stosunkowo krótkim czasie dużej ilości pomiarów na powierzchni badanego elementu. Stosując w tym celu młotek wahadłowy istotne jest jego prawidłowe użycie, w związku z czym warto wiedzieć, że:
- zgodnie z treścią normy PN-EN 13791 użycie sklerometru do oceny wytrzymałości betonu na ściskanie wymaga skorelowania uzyskanych wyników z rezultatami uzyskanymi na próbkach rdzeniowych wyciętych z badanej konstrukcji, a następnie ściśniętych w maszynie wytrzymałościowej. Bez tego rezultat może być błędny, a nieścisłość może wynieść nawet około 30%;
- badania przy zastosowaniu młotka Schmidta nie należy przeprowadzać bezpośrednio nad zbrojeniem o otulinie cieńszej niż 3 cm, nad ziarnami grubego kruszywa, w miejscach silnego zawilgocenia betonu, a także na górnych powierzchniach elementów usytuowanych poziomo w trakcie betonowania;
- typ młotka musi być odpowiednio dobrany do grubości oraz twardości badanego elementu konstrukcyjnego. Przykładowo młotek wahadłowy Schmidta może być stosowany wyłącznie w przypadku badania gazobetonu;
- przed badaniem betonu metodą sklerometryczną należy zweryfikować układ zbrojenia, a także usunąć skorodowany beton oraz przeszlifować i odpylić badaną powierzchnię;
- pomiar pojedynczego elementu należy przeprowadzić w minimum 12 miejscach, dokonując co najmniej 6 odczytów w każdym z nich.
Podsumowując należy stwierdzić, że metoda sklerometryczna to jedno z najprostszych badań jednorodności i wytrzymałości warstwy powierzchniowej betonu. Jego wynik uzależniony jest jednak od znajomości i zastosowania opisanych wcześniej zasad oraz odpowiedniego skalibrowania młotka Schmidta.